宇宙について - 天文学 - 教えて！goo

#3,#5です。

【時間と空間はお互いに関係し合って変化する】
時空を使った例え話に「浦島効果」というのがあるのでそれを紹介しましょう。

昔話で、浦島太郎は亀を助けて、竜宮城に連れて行ってもらいます。
しかし、竜宮城と地上とでは時間の流れ方が違い、竜宮城での３日間は地上での５０年くらいになってしまいました。

同じように、高速で飛ぶ宇宙船で浦島太郎が地球を出発し３日たって戻ってくると、地球は（５０年ではないですが）３日より時が進んでいるのです。

非常に不思議に思うかも知れません。
私も最初は疑いましたが、どうやら実験事実のようです。
（人間で実験したわけではありませんが、『素粒子』という小さな粒子で実験したら、地上と時間の進み方が違ったみたいです）

※宇宙についてわかりやすく書かれた本として、
『図解雑学』シリーズ（ナツメ社）
『BLUE BACKS』シリーズ（講談社）
は物理の専門家が書いていていいと思います。

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再び＃３です。
【過去を見ることについて】
光でなく音を例にとって考えてみましょう。
「こだま」ってありますよね。
「おーーい！」と叫ぶと向かいの山で音がはね返って「おーーい！」と返ってきます。
これは、叫んでから返ってくるまで３秒かかった場合、聞こえてくる「おーーい！」の声は３秒前（過去）の声を聞いていることになります。

光の場合も同じです。
太陽が光を発したら８分２０秒かかって地球に届くので、今、地球で見える光は８分２０秒前に出た光を見ているのです。

【時空について】
これは、相対性理論の世界なので、専門家以外の方は、なかなか理解できない概念です。
とりあえず「時間と空間はお互いに関係しあって変化する」と考えておいてください。

例えば、人工衛星ってありますよね。
人工衛星は地球上からかなり高い位置にあり、非常に速い速度で飛んでいます。
実は、地球上と人工衛星の中とでは時間の進み方が違うのです。
人工衛星の中の方がわずかにスローに時間が進んでいます。
（ビデオでスロー再生するような感じです）
非常に不思議に感じると思いますが、事実です。

このように、時間と空間はお互いに関係しあっているので『時空』と呼んでいます。

時空の概念を理解するのは誰でも苦労するものなので、すぐに理解するのは難しいかもしれません。
私もいろいろな本にアタックしてやっと理解できるようになりました。

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天文に関してあまり知識はなく、聞きかじりや自分なりの解釈なので
間違ってるところもあると思います。すみません。

頭では理解できてもイメージがでてこないってことでしょうか？


まず星は自分で発光してるいるものとか太陽の光りに反射して光ってみえるものとかありますよね。電気ひとつない真っ暗闇のなかで物がみえないように星も光ってないとみえないと思うので・・・。

それをふまえて、例えが悪いかもしれませんが、その真っ暗闇のなかでちょっと離れたところから懐中電灯で明かりをつけてもらいます。あなたは「あ、点いた」ってみえますよね？でもその懐中電灯をつけた時間とあなたがその光りをみた時間は違うと思います。

あなたの目にその光りが届くのはものすご～く細かく精密に測らなければわからないと思いますが、光りが発せられてから目に届くまで時間がかかります。近いとすぐ届きますが、遠くだとそれだけ距離があるので届くのが遅くなりますよね？星だと恐ろしく遠いのです。

1光年とは、他の方が書いておられるように光りの速さで進んだときの1年にかかる距離です。あまりに遠い（長い）ので光年という単位なのかな。。。電車の速さでとか飛行機の速さででも表現はできると思いますが・・・。

で、星ですが近くの懐中電灯の光りは一瞬でみえるけど、ちょっと離れて点けてもらうとまた一瞬遅れて目に届きます。もっともっと離れるともっともっと遅く目に届きます。物理的に見えるかわかりませんが、目に届くのに1分くらいかかる距離まで懐中電灯を離すとします（1分でもかなり距離ありますね）。

そして向こうで懐中電灯を点けます。1分かかって目に届きます。でもその光りは自分にとっては今みえたものでも、懐中電灯を点けた人からすると1分前に点けたものなのです。あなたには現在の光りにみえますが、その光りが発せられたのは1分前のことなのです。これが過去の光りをみている、ということになると思います。


時空についてはわかりませんが、時空を自由に航行できたらそれをワープというのかな？どんなに遠い場所へでもすぐいけますね。


余談ですが、懐中電灯の光りが届くのに1分かかる距離ではなくて、300年もかかる距離にある星だと、300年前の光り（その星）をみてることになりますよね？今、一瞬でその星にワープできるとして、その星から地球をみると300年前の地球がみれる、ということになります。ありえませんが、その星から地球の町並みまでみれるくらいの大望遠鏡があったとすると300年前の地球の人々がみれるんですよね。なんか不思議です。これはマンガのお話しですが。。。

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【膨張宇宙】
宇宙全体の運動を観測してみますと、宇宙を構成する天体（銀河など）が互いに遠ざかっているといわれています。
これは、１９２９年にハッブルという人によって初めて観測されました。

宇宙は風船が膨らむように膨張していると言われています。

【ビックバン宇宙】
宇宙が膨張しているとすると、宇宙の歴史をさかのぼっていくとドンドン小さくなり、最初は小さな一点だったと言われています。
この最初の一点が爆発的に膨張し宇宙が誕生したのだと言われています。
この「一点からの宇宙誕生」をビックバンとよんでいます。

【時空（ミンコフスキー時空）】
空間のX軸、Y軸、Z軸の３つの軸と時間のｔ軸を合わせた４次元。時間と空間を合わせた概念だから時空と呼びます。

相対性理論では座標変換によって時間も空間も同等に変換されるので、時間と空間を区別せず一つのまとまりとして考え、４次元時空と呼びます。

【太陽や星を今見ても実際には過去を見ること、これはなぜですか？】
太陽は地球から一億五千万km離れているため、太陽からの光は８分２０秒かかって地球に届きます。
ですから、地球で今見えている太陽は８分２０秒前の太陽の姿なのです。

星はさらに遠くにあります。
例えば北極星は４３０光年（１光年は光が一年間に進む距離。１光年＝９兆４６００億km）ですから、今見える北極星は４３０年前の姿なのです。

【宇宙に果てはあるのですか？】
専門家でも意見が分かれるところです
物理学者の課題ではないでしょうか？
天文学者は宇宙の果ての微かな天体を見つけようと努力し続けています。

実は私もこういったことに興味を持って物理学科に入りました。
入ってわかったことは、現在の物理学でわからないことは予想以上に多く、まだまだ発見の余地が多いということです。
楽しみですね。

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>膨張宇宙とはなんですか？
宇宙空間とは、ビッグバンと名づけられた最初の爆発から拡張し続けるところの空間だからです。
>宇宙はビックバンで始まったビックバン宇宙である。
宇宙の始まりはビッグバンからです。
>時空について教えて下さい。
これは知りません。
>星を今見ても実際には過去を見ることになる。
燃えている星の光が、地球に到達するには、何千年もかかったりします。つまりは、今見ている星の輝きは何千年も前の光だからです。（過去の光の輝きを見ている）
その星は、もう存在しないものかもしれませんね。
>宇宙に果てはあるのですか？
果てと言えば「ビッグバン」の外になるのでしょうか？宇宙は拡張し続けているそうです。そのうち、また、縮小し出して、極小になり、耐え切れなくなり、また、ビッグバンが起こる？？

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一言じゃ言えません。
ネットに色々な事があるので探して見て下さい。

いくつかの観測結果から、ビッグバンから現在に至るまで宇宙は膨張を続けているらしいと言うことが解っています。
膨張するエネルギーは無限ではないので、いつか縮む事になるらしいです。

参考URL：http://www.geocities.co.jp/Technopolis/5890/index.html

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